2019-2020同步苏教化学选修五新突破讲义：专题4 第2单元 第1课时　醇的性质和应用 .doc

第二单元醇酚第1课时醇的性质和应用目标与素养：1.了解醇的组成、结构和分类。(宏观辨识与微观探析)2.理解乙醇的主要化学性质及其应用。(宏观辨识与微观探析)一、乙醇的结构与性质1结构乙醇的分子式C2H6O，结构简式CH3CH2OH，官能团OH(羟基)。2物理性质乙醇是一种无色，有特殊香味的液体，密度比水小。沸点低，易挥发。乙醇能与水任意比互溶，乙醇是一种重要的有机溶剂。3乙醇的化学反应与乙醇分子中化学键的断裂乙醇结构式及化学键(1)乙醇与活泼金属如Na的反应，化学方程式为2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2，e键断。(2)乙醇与氢卤酸如HBr的反应，化学方程式为CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O，d键断。ROH与HX反应方程式为ROHHXRXH2O，可用于制卤代烃。(3)乙醇的脱水反应分子内脱水(属于消去反应)化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2H2O，a、d键断，可用于实验室制乙烯。浓硫酸作用为催化剂和脱水剂。分子间脱水(属于取代反应)化学方程式为2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O，d、e键断，可用于实验室制乙醚。浓硫酸作用为催化剂和吸水剂。说明：乙醇脱水反应除了用浓硫酸作催化剂外，也可用Al2O3(400_左右)或P2O5等作催化剂。(4)乙醇的催化氧化(Cu或Ag作催化剂)方程式为2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O，c、e键断，可用于制乙醛。乙醇与HBr反应的装置图中，长导管、试管和烧杯中的水起到了什么作用？提示对溴乙烷起到冷凝作用，试管中的水还可以除去溴乙烷中的乙醇。二、醇类1醇的分类根据分子中的醇羟基的数目，可将醇分为一元醇、二元醇、三元醇等。一般将二元以上的醇统称为多元醇。2常见的醇及应用(1)甲醇：结构简式为CH3OH，俗称木精或木醇，是无色透明的液体，有剧毒。(2)乙二醇：结构简式为()，无色、黏稠的液体。乙二醇的水溶液凝固点很低，可作汽车发动机的抗冻剂。(3)丙三醇：结构简式为，俗称甘油，是无色、黏稠、有甜味的液体，吸湿性强，有护肤作用，是重要的化工原料。丙三醇与硝酸反应生成硝化甘油的方程式为。说明：当羟基与碳碳双键或碳碳叁键相连时，容易发生异构化，如羟基与碳碳双键相连时会转化为醛或酮。同一碳原子上连接两个或两个以上羟基的化合物不稳定。3醇类的性质醇的性质一般有与活泼金属(如Na)反应；与HX反应生成卤代烃；分子内脱水(生成烯烃)和分子间脱水(生成醚)；氧化反应；酯化反应等。(1)甲醇、乙二醇、丙三醇是否互为同系物，为什么？提示不是。三者官能团数目不同，并不是相差几个CH2原子团。(2)符合CnH2n2O(n1)这一通式的有机物一定属于醇吗，为什么？提示不一定。醚也符合该通式。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)羟基与烃基相连的化合物一定是醇。()(2)从碘水中提取单质碘时，不能用无水乙醇代替CCl4。()(3)乙醇的分子间脱水和分子内脱水都属于消去反应。()(4)乙醇既能发生消去反应生成乙烯又能催化氧化生成乙醛。()答案(1)(2)(3)(4)2下列乙醇的化学性质中与羟基无关的是()A跟金属钠反应B在足量氧气中完全燃烧生成CO2和H2OC在浓H2SO4存在时发生消去反应，生成乙烯D当银或铜存在时跟O2发生反应，生成乙醛和水B解答本题要明确乙醇的分子结构与性质的关系。结合乙醇在发生反应时的断键方式分析，可知只有断裂其分子中的碳氧键或氢氧键，才符合题意。乙醇在O2中完全燃烧生成CO2和H2O，说明乙醇分子中含有碳元素和氢元素，与是否含有羟基无关。3丙烯醇(CH2=CHCH2OH)催化氧化的方程式为_，与乙酸酯化的方程式为_。答案2CH2=CHCH2OHO22CH2=CHCHO2H2OCH3COOHCH2=CHCH2OHCH3COOCH2CH=CH2H2O醇的消去反应与分子间脱水反应1.醇的消去反应(分子内脱水)RCH2CH2OHRCH=CH2H2O(1)条件：在浓硫酸、P2O5、Al2O3(400 左右)等催化剂的作用下加热。(2)机理：羟基与碳上的一个氢原子以水的方式脱去形成C=C等不饱和键。并不是所有的醇都能发生消去反应，只有在醇分子中存在碳原子且碳原子上有氢原子时，才能够发生消去反应。(3)实验(以乙醇为例)利用P2O5(或Al2O3)作催化剂实验装置利用浓硫酸作催化剂实验装置注意事项：a配制体积比为13的乙醇与浓硫酸混合液时，要注意在烧杯中先加入95%乙醇，然后滴加浓硫酸，边滴加边搅拌，冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)，浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。b加热混合液时，温度要迅速上升到并稳定于170 左右，因为在140 时主要产物是乙醚。c由于反应物都是液体而无固体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，以防液体受热时发生暴沸。d温度计的水银球要置于反应液的中央位置，因为需要测量的是反应液的温度。醇发生消去反应时的注意事项(1)由于浓硫酸具有强氧化性，它还可将乙醇氧化为C或CO2，而本身被还原为SO2。实验时可用氢氧化钠溶液除去混在乙烯中的CO2、SO2等杂质，防止SO2干扰乙烯与溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液的反应。(2)记忆口诀：硫酸酒精31，加热升温170 ，为防暴沸加碎瓷，气用排水来收集。2分子间脱水反应(取代反应)R1CH2OHHOCH2R2R1CH2OCH2R2H2O。3脱水反应和消去反应的关系脱水反应有两种，一种是分子内脱水，如：CH3CH2OHCH2=CH2H2O。这类脱水反应是消去反应，不属于取代反应。二是分子间脱水，如：CH3CH2OHHOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3H2O。这类脱水反应不是消去反应，而是取代反应。总的说来，消去、脱水、取代三反应间有如图所示关系：【典例1】下图是一套实验室制取乙烯并验证乙烯具有还原性的实验装置。请回答下列问题。(1)烧瓶中碎瓷片的作用是_，装置中的明显错误是_。(2)实验步骤：_；在各装置中注入相应的试剂(如图所示)；_。实验时，烧瓶中液体混合物逐渐变黑。(3)能够说明乙烯具有还原性的现象是_；装置甲的作用是_。若无甲装置，是否也能检验乙烯具有还原性？_(填“能”或“不能”)，简述其理由：_。解析(2)制取气体的装置的气密性必须良好，实验前需要检查。实验室制乙烯的反应条件是使反应混合物的温度迅速升至170 ，从而减少乙醚的生成。(3)乙烯具有还原性是根据氧化剂酸性KMnO4溶液褪色来判断的。由于烧瓶中混合物变黑，则说明生成了碳，联想浓硫酸具有强氧化性，可推出乙烯中混有还原性气体SO2，由于SO2也会使酸性KMnO4溶液褪色，会干扰验证乙烯的还原性，所以检验乙烯的还原性前必须除净SO2，则装置甲的作用是除去SO2。答案(1)防止暴沸温度计水银球没有插入反应液中(2)组装仪器，检查装置的气密性加热，使温度迅速升至170 (3)乙中酸性KMnO4溶液紫色褪去除去乙烯中混有的SO2等气体不能SO2具有还原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色1CH3OH和C2H5OH的混合物与浓H2SO4共热，可能生成的有机物最多有()A2种B3种C4种D5种C2CH3OHCH3OCH3H2O，2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O，CH3OHCH3CH2OHCH3OCH2CH3H2O，CH3CH2OHCH2=CH2H2O。醇类的催化氧化及取代反应规律1.醇的催化氧化规律醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数：2醇的取代反应规律醇分子中，OH或OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团替代，如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。多元醇的反应规律【典例2】芳樟醇、香叶醇都可用于合成香精，其结构简式如下。下列说法不正确的是()A两种醇都能使酸性KMnO4溶液褪色B芳樟醇能发生消去反应C两种醇都可在铜催化下与氧气反应生成含有相同官能团的有机物D两种醇都能与金属钠反应CA项，两种醇中都含有碳碳双键，均能使酸性KMnO4溶液褪色，正确。B项，芳樟醇中与羟基相连C的邻位C原子上有H原子，能发生消去反应，正确。C项，因芳樟醇中与OH相连的碳原子上没有H原子，故不能被催化氧化，错误。D项，醇羟基能与Na反应生成H2，正确。醇发生催化氧化的实质是失去羟基(OH)中的氢原子及羟基所连碳原子上的一个氢原子：(1)若连有羟基的碳原子上有两个氢原子(甲醇有三个氢原子)，则该醇被催化氧化生成醛。(2)若连有羟基的碳原子上只有一个氢原子，则该醇被催化氧化生成酮。(3)若连有羟基的碳原子上没有氢原子，则该醇不能被催化氧化。2有下列几种醇： (1)其中能被氧化生成醛的是_(填编号，下同)；其中能被催化氧化，但不是生成醛的是_；其中不能被催化氧化的是_。(2)与浓H2SO4共热到一定温度时，只生成一种烯烃的是_，能生成三种烯烃的是_，不能发生消去反应的是_。解析(1)具有CH2OH结构的醇能氧化为醛，具有结构的醇能氧化为酮，“本碳”无氢的醇不能被催化氧化。(2)根据“邻碳”上是否有氢以及氢原子的环境，可知三种醇经过消去反应后只能得到一种烯烃；两种醇经过消去反应后能得到两种烯烃；经过消去反应后能得到三种烯烃；不能发生消去反应。答案(1)(2)1下列物质不属于醇的是()D醇是OH直接连接在除苯环以外的烃基上时形成的一类化合物。选项D中羟基连接在苯环上，故它不属于醇。2下列说法正确的是()A醇均可溶于水B分子中碳原子数目越多的醇，沸点一定越高 C甲醇和乙醇混合加热最多可得到三种醚D乙醇在一定条件下与HCl反应时断裂的是OH键C A项，高级醇一般不溶于水。B项，醇沸点的高低不仅与分子中碳原子数目有关，也与羟基数目有关。C项，可得到甲醚、乙醚和甲乙醚。D项，乙醇中断裂的是CO键。3乙醇在一定条件下发生化学反应时化学键断裂如图所示：，则乙醇在催化氧化时，化学键断裂的位置是()A和 B和C和 D和B根据醇的催化氧化条件，脱去羟基上的氢原子和与羟基相连的碳原子上的一个氢原子。4甲醇、乙二醇、甘油分别与足量金属钠作用，产生等体积的H2(相同条件下)，则三种醇的物质的量之比为()A632 B123C321 D432A甲醇是一元醇，乙二醇是二元醇，甘油是三元醇。若与足量钠反应，都生成1.5 mol H2时，需甲醇3 mol，乙二醇1.5 mol，丙三醇1 mol，则三种醇的物质的量之比为632。5已知液态有机物A，其结构简式为CH3CH2CH2OH。(1)A与浓硫酸共热，分子内脱去1分子水，生成B，B的结构简式为_；B通入溴水能发生_反应生成C，C的结构简式为_。(2)A在有铜作催化剂时，与氧气一起加热，发生氧化反应，生成D，D的结构简式为_。(3)写出下列指定反应的化学方程式：AB_。BC_。AD_。解析A发生消去反应生成B：CH3CHCH2，B能与溴水发生加成反应；A在铜作催化剂时能被氧气氧化为CH3CH2CHO。答案(1)CH3CHCH2加成CH3CHBrCH2Br(2)CH3CH2CHO(3)CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2H2OCH3CH=CH2Br2CH3CHBrCH2Br2CH3CH2CH2OHO22CH3CH2CHO2H2O